Salk研究所的科学家在2017年12月7日刊登在“细胞”杂志上的一篇论文中报道了一种改进的CRISPR-Cas9技术，该技术改变了疾病相关基因的活性，而不是潜在的序列。研究人员证明，这种技术可以用于治疗几种不同的疾病。
Salk生物研究所的高级作者Juan Carlos Izpisua Belmonte说：“DNA的切割开启了引入新突变的大门，实验室开发了这种新技术。“这是我们用CRISPR或者我们开发的能削减DNA的任何其他工具留在我们身边的东西，它是遗传学领域的一个主要瓶颈 - 在DNA被切割后，细胞可能会导致有害错误“。
这一事实引导了贝尔蒙特实验室的每一个实验，因为他们使用不改变DNA的改良CRISPR-Cas9系统开发技术。他们的发现是第一个提供证据表明可以用表观遗传学编辑技术改变动物表型，保护DNA完整性的研究。
Salk技术背后的主要思想是使用两种腺伴随病毒（AAVs）作为机械将其遗传操作机制引入产后小鼠的细胞中。研究人员将Cas9酶的基因插入到一个AAV病毒中。他们使用另一种AAV病毒来引入短的单一指导RNA（sgRNA），其指定了Cas9将结合的小鼠基因组中精确的位置，以及转录激活剂。与大多数CRISPR-Cas9技术中使用的标准20个核苷酸相比，较短的sgRNA仅有14或15个核苷酸，并且这防止了Cas9切割DNA。
Belmonte实验室的共同第一作者廖新凯说：“基本上，我们使用修改后的指导RNA将转录激活子与Cas9一起工作，并将该复合物递送到我们感兴趣的基因组区域。
该复合物位于感兴趣的DNA区域并促进感兴趣的基因的表达。类似的技术可以用来激活实际上任何基因或遗传途径，而没有引入潜在有害的突变的风险。
共同第一作者Fumiyuki Hatanaka解释说：“我们希望改变细胞的命运，而不用DNA的切割。
引人注目的是，研究小组在几种疾病模型中证明了疾病逆转。在一个急性肾病小鼠模型中，他们表明，这种技术激活了先前受损或沉默的基因，以恢复正常的肾功能。他们还能够诱导一些肝细胞分化成胰岛素样细胞，产生胰岛素，部分挽救1型糖尿病小鼠模型。
该团队还表示，他们可以恢复肌肉生长，并在肌营养不良症小鼠模型中发挥功能，这是一种已知基因突变的疾病。研究人员不是试图纠正突变基因，而是通过增加与突变基因相同途径的基因表达，从而超越受损基因的效应。 Belmonte说：“我们没有修复这个基因，突变仍然存在，相反，我们正在对表观基因组进行研究，而小鼠恢复同一途径中其他基因的表达，这足以恢复这些突变小鼠的肌肉功能。”
初步数据表明该技术是安全的，不会产生不需要的基因突变。然而，研究人员在考虑将其带到临床环境之前，正在进一步研究以确保安全性，实用性和效率。
贝尔蒙特认为这种技术是一种潜在的治疗阿尔茨海默病和帕金森病等神经疾病的方法。正如该技术在小鼠模型中恢复了肾，肌肉和胰岛素生成功能一样，他看到了神经细胞群的复兴的未来，甚至可能涉及到人类患者的一天。
（选自《麦肯息讯》）